华北电力大学电机学第12章步发电机的基本类型与结构.ppt

教学要求：1.了解同步发电机的基本类型 2熟悉同步发电机的基本结构 3.掌握同步发电机的额定值,第十二章 同步发电机的基本类型与结构,第一节 同步电机的用途,同步电机用作发电机运行，把机械能转化成电能，向电网发出交流电能，是同步电机最主要的运行方式；,同步电动机通过调节励磁电流来改善电网的功率因数。在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。,同步补偿机实际是一台接在交流电网上空载的同步电动机，电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。,第二节 同步电机基本类型与结构,同步电机在定子上放置电枢绕组，转子上装有磁极，磁极上有励磁绕组。励磁绕组中通入直流电流，电枢绕组中流过交流电流。当电机极对数一定时，转子转速和电流频率 f 有严格的关系，即n=n1称为同步发电机。,一、基本类型1、用途：发电机、电动机、调相机（补偿机）2、转子结构：凸极式（salient-pole)、隐极式(non-salient pole)3、按原动机类型：汽轮发电机(turbe generator)、水轮发电机（hydroelectric generator)。,二、基本结构,1、汽轮发电机 无明显凸出的磁极，沿着转子本体圆周表面上，开有许多槽，这些槽中嵌放着励磁绕组。在转子表面约1/3部分没有开槽，构成所谓大齿，是磁极的中心区。励磁绕组通入励磁电流后，沿转子圆周也会出现 N 极和 S 极。一般汽轮发电机都作成一对磁极，转子上只有两个大齿，在齿上形成N、S极。,中大型发电机的转子上一般都放置有专门的阻尼绕组。为了减小转子本体及转子上的各部件所承受的巨大离心力，大型汽轮发电机都做成细长的隐极式圆柱体转子。,汽轮发电机定子大体上与异步电机相同，定子铁心由0.35mm、0.5mm或其它厚度的电工钢片叠成。定子外径较小时，采用圆形冲片，当定子外径大于1m 时，采用扇形冲片。定子铁心固定在机座上，机座常由钢板焊接而成，它必须有足够的强度和刚度，同时还必须满足通风和散热的需要。汽轮发电机的电压较高，要求定子绕组有足够的绝缘强度，一般采用 B 级或 F 级绝缘。,转子铁心表面圆周上铣有许多槽，励磁绕组嵌放在这些槽内。励磁绕组为同心式绕组。,定子铁心,定子绕组端部,汽轮发电机转子结构,2、水轮发电机 水轮发电机的转速较低，转子都制成凸极式。转子上有明显凸出的磁极和励磁线圈，当励磁线圈中通过直流励磁电流后，每个磁极就出现一定的极性，相邻磁极交替为 N 极和 S 极。磁极的极靴上还装有阻尼绕组，两端用铜环焊在一起，自己形成一个短接回路。,发电机的极数就比较多，做成凸极式结构工艺上较为简单。另外，中小型同步电机多半也做成凸极式。,d轴（direct axis)主磁极的中心线（直轴）；q轴（quadrature）（交轴）,水轮发电机的特点：极数多，直径大，轴向长度短，凸极式转子。大多数水轮发电机为立式。定子铁心由扇形电工钢片拼装叠成。为了散热的需要，定子铁心中留有径向通风沟。转子磁极由厚度为12mm的钢片叠成。,有些发电机磁极的极靴上开有一些槽，槽内放上铜条，并用端环将所有铜条连在一起构成阻尼绕组，其作用是用来拟制短路电流和减弱电机振荡，在电动机中作为起动绕组用。磁极与磁极轭部采用T形或鸽尾形连接。,(1)立式水轮发电机,(2)卧式水轮发电机,(3)灯泡贯流式水轮发电机,(4)转子结构,10000kw水轮机转子,三、额定值,1、额定功率(kW)输出的额定功率 发电机：电功率；电动机：机械功率2、额定电压(V)：定子绕组额定线电压3、额定电流(A)：定子绕组额定线电流4、额定转速(r/min)：5、额定功率因数：额定工况下发电机的功率因数6、励磁电压（V）和励磁电流(A)7、额定温升(),